Arbeit ist die Übertragung von Energie auf einen Körper oder ein Körpersystem durch Krafteinwirkung. Die Arbeit, die an einem Körper verrichtet wird, erzeugt a kinetische Energievariation.
Durch dies wichtige Größe von Dynamik, ist es möglich, die Übertragung und Umwandlung von Energie in den unterschiedlichsten physikalischen Systemen zu untersuchen.
Lesen Sie auch: Was ist Stärke?
Was ist Arbeit?
Arbeit ist ein physikalische Größe die die Übertragung oder Umwandlung von Energie misst. Die Maßeinheit dieser skalaren Größe ist Joule. Außerdem entspricht die von einer Kraft verrichtete Arbeit der Variation von kinetische Energie, ebenso wie potenzielle Energie einem Körper oder einem Körpersystem zugeordnet.
Wenn an einem Körper gearbeitet wird, wird ein Teil der Energie, die in diesem Körper gespeichert war, in andere Energieformen umgewandelt. Wenn wir beispielsweise ein Objekt vom Boden auf eine Höhe h anheben, wandeln wir eine Energie um, die von unseren Muskeln zu diesem Körper, der nach der Erhöhung beginnt, eine bestimmte Menge zu präsentieren im undgravitative potentielle Energie.
Bemerkenswert ist, dass die Arbeit berechnet auf Basis der vom Körper zurückgelegten Strecke. Bei dieser Berechnung wird jedoch nur der zurückgelegte Weg in Richtung der die Arbeit verrichtenden Kraft berücksichtigt, d.h. Arbeit ist gleich Vektorprojektion Stärke über die Richtung der vom Körper zurückgelegten Strecke.
Hör jetzt nicht auf... Nach der Werbung kommt noch mehr ;)
Wie wird die Arbeit einer Kraft berechnet?
Um die von a. geleistete Arbeit zu berechnen konstante Kraft, es ist notwendig, den Modul dieser Kraft mit dem zu multiplizieren Entfernung gereist und vorbei Kosinus des Winkels die sich zwischen Kraft (F) und Weg (d) bildet. Die Formel, mit der wir die Arbeit berechnen, lautet wie folgt:
An der angezeigten Formel können Sie das erkennen es wird keine Arbeit verrichtet, wenn der Winkel zwischen Kraft und Weg gleich 90º. ist, da der Kosinus dieses Winkels gleich Null ist. Dies liegt daran, dass, wenn eine Kraft in einer Richtung senkrecht zu einer Verschiebung ausgeübt wird, dies Kraft fördert keine Veränderung der kinetischen Energie des Körpers, sondern ändert nur die Richtung seiner Bewegung.
Motorarbeit und harte Arbeit
Motorarbeit ist der Name für die Arbeit, die getan wird Gunst der Bewegung eines Körpers, versorgt ihn mit kinetische Energie. Auf der anderen Seite ist die Arbeitbeständig ist der, wo a StärkeGegenteilzumBewegung, bewirkt, dass der Körper seine kinetische Energie reduziert und/oder in andere Energiearten umwandelt, wie z. B. potentielle Gravitationsenergie oder. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. . Wärmeenergie, falls a dissipative Kraft.
Bei der motorischen Arbeit ist die Kraft- und Wegvektoren sind parallel (0°-Winkel). In der widerständigen Arbeit sind diese Vektoren entgegengesetzt (Winkel von 180º). Sehen Sie sich Beispiele für Situationen an, in denen motorische Arbeit und Widerstandsarbeit ausgeführt werden.
Wenn wir einen Einkaufswagen schieben, verrichten wir motorische Arbeit.
Wenn die Bremsbeläge eines Fahrrads auf die Felge drücken, Reibungskraft macht einen harten Job.
Wenn wir eine Leiter hinabsteigen, verrichtet die Gewichtskraft motorische Arbeit.
Wenn wir eine Leiter erklimmen, leistet die Gewichtskraft einen harten Job.
Lesen Sie auch: Zugkraft - Kraft, die durch Seile, Kabel oder Drähte auf einen Körper ausgeübt wird
Kraft Arbeitsgewicht
Die von der Gewichtskraft geleistete Arbeit entspricht der Energiemenge, die benötigt wird, um einen Körper der Masse m auf eine Höhe h relativ zum Boden in einem Bereich anzuheben, in dem die Schwere wert g. Siehe die Formel zur Berechnung der Arbeit des Stärke Gewicht:
ich – Körpermasse (kg)
G – Schwerkraft (m/s²)
H – Höhe (m)
Elektrische Arbeit
Die Berechnung von elektrische arbeit aus dem Produkt zwischen dem Lastmodul und der Differenz von elektrisches Potenzial, in Volt, denen diese Last ausgesetzt ist.
τ – Arbeit (J)
Was – elektrische Ladung (C)
U – Potentialdifferenz (V)
Arbeit mit variabler Stärke
Die Arbeit einer veränderlichen Kraft kann aus einem Diagramm berechnet werden, das die Kraft mit der vom Körper erlittenen Verschiebung in Beziehung setzt. In diesem Fall ist der Modul der geleisteten Arbeit numerisch gleich Bereich unter der Kurve. Uhr:
Satz von Arbeit und kinetischer Energie
Der Satz von Arbeit und kinetischer Energie bezieht sich auf die Menge an Arbeit, die an einem Körper oder an einem Körpersystem entsprechend der Variation seiner kinetischen Energie geleistet wird. Mit anderen Worten, jede Arbeitsleistung wird von einer Variation der kinetischen Energie begleitet.
Kurz gesagt sagen wir, dass die geleistete Arbeit gleich der Änderung der kinetischen Energie ist:
Um noch mehr über die Definition von Arbeit zu erfahren, müssen einige Übungen zum Thema gelöst werden. Komm schon?
Auch sehen: So lösen Sie die Übungen zum Newtonschen Gesetz
Gelöste Übungen zur Kraftarbeit
Frage 1 — (Espcex) Ein Block, gezogen von einem nicht dehnbaren Seil und einer vernachlässigbaren Masse, gleitet mit Reibung über eine horizontale Fläche und beschreibt eine gerade und gleichmäßige Bewegung. Das Seil bildet mit der Horizontalen einen Winkel von 53° und die Zugkraft, die es auf den Block überträgt, beträgt 80 N. Wenn der Block um 20 m entlang der Oberfläche verschoben wird, beträgt die durch Zug auf den Block verrichtete Arbeit:
(Daten: sin 53° = 0,8 und cos 53° = 0,6)
a) 480 J
b) 640 J
c) 960 J
d) 1280 J
e) 1600 J
Auflösung:
Um diese Frage zu beantworten, ist es notwendig, die Formel der Arbeit zu verwenden, aber auch die relevanten Daten in der Aussage zu identifizieren, die Kraft, Weg und Kosinus des Winkels sind. Dann müssen Sie die folgende Berechnung durchführen:
Basierend auf dem erhaltenen Ergebnis schließen wir, dass die richtige Alternative die Buchstabe C.
Frage 2 — (CPS) Um gedüngtes Land aus dem Kompost zu transportieren, füllt ein Bauer eine Schubkarre und bringt sie mit einer horizontalen, konstanten Kraft von 200 N zur Pflanzstelle. Wenn die resultierende Kraft bei diesem Transport 1800 J Arbeit verrichten konnte, dann betrug der Abstand zwischen dem Komposthaufen und der Pflanzstelle in Metern:
a) 6
b) 9
c) 12
d) 16
e) 18
Auflösung:
Die Frage fordert uns auf, den Abstand zu berechnen und dafür wird uns das Modul über den Arbeitsaufwand sowie die Kraft mitgeteilt. Auf diese Weise müssen wir folgende Berechnung durchführen:
Laut Berechnung ist die richtige Alternative die Buchstabe b.
Frage 3 — (Mackenzie) Bei den Olympischen Spielen 2016 in Rio erreichte unser Stabhochsprung-Goldmedaillengewinner Thiago Braz mit einem Gewicht von 75,0 kg eine Höhe von 6,03 m, einen Weltrekord, als er 2,80 m vom Stützpunkt der Stange stürzte. Unter Berücksichtigung des Erdbeschleunigungsmoduls g = 10 m/s² betrug die von der Gewichtskraft während des Abstiegs geleistete Arbeit ungefähr:
a) 2,10 kJ
b) 2,84 kJ
c) 4,52 kJ
d) 4,97 kJ
e) 5,10 kJ
Auflösung:
Um diese Frage zu beantworten, müssen wir einen Arbeitsaufwand berechnen. Dazu müssen wir die Werte von Masse, Schwerkraft und Höhe kennen. Wenn Sie diese Werte besitzen, führen Sie einfach die Berechnung durch:
Unser Ergebnis zeigt, dass die richtige Alternative die Buchstabe C.
Von Rafael Hellerbrock
Physik Lehrer
